慣性輔助GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)的開題報(bào)告

慣性輔助GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)的開題報(bào)告摘要GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)是一種可以通過使用GPS、慣性測(cè)量儀和地圖數(shù)據(jù)來提高定位精度的導(dǎo)航系統(tǒng)。慣性測(cè)量儀能夠測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的加速度及旋轉(zhuǎn)率，從而計(jì)算出運(yùn)動(dòng)物體的速度和位置信息。本文主要研究了慣性輔助的GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了系統(tǒng)模型并進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)高精度的定位和導(dǎo)航。關(guān)鍵詞：GPS深組合、慣性測(cè)量儀、導(dǎo)航系統(tǒng)、定位、精度。一、研究背景與意義隨著定位技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的廣泛，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為目前最常用的定位技術(shù)之一。然而，在某些情況下，GPS定位精度有限，例如在城市密集區(qū)域、室內(nèi)、迷宮等環(huán)境中。此時(shí)，為了準(zhǔn)確、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，需要使用慣性測(cè)量儀等其他傳感器來輔助GPS系統(tǒng)提高定位精度。慣性測(cè)量儀可以直接測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體加速度及旋轉(zhuǎn)率，進(jìn)而計(jì)算出運(yùn)動(dòng)物體的速度和位置信息。因此，慣性輔助的GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)是一種增強(qiáng)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)性能的重要手段，越來越受到人們的關(guān)注和研究。本研究旨在探究慣性輔助的GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)，并建立相應(yīng)的系統(tǒng)模型，驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)方案的可行性和可靠性。本研究將基于慣性傳感器及GPS數(shù)據(jù)以及地圖數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)中所需的主要功能，包括車輛姿態(tài)估計(jì)、位置測(cè)量和航向計(jì)算等，并利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，為實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)是最早由美國軍方研發(fā)的。近年來，GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)在民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如，在船舶、航空、車輛導(dǎo)航、室內(nèi)定位、智能穿戴設(shè)備、機(jī)器人等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并且已經(jīng)在現(xiàn)代交通、物流、船舶等行業(yè)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。國內(nèi)外學(xué)者在GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的研究中也做出了許多有價(jià)值的工作。一些學(xué)者主要研究GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)模型及相關(guān)算法等；另一些學(xué)者則從系統(tǒng)集成、小型化、低功耗、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等角度對(duì)GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行了研究和發(fā)展；還有一些學(xué)者著重探討了GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)中需要用到的各種傳感器的特性和性能等問題。但是，目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)中如何使用慣性傳感器等非GPS測(cè)量設(shè)備來提高定位精度的研究還比較少，需要進(jìn)一步深入研究。三、研究內(nèi)容與研究方法本文的研究內(nèi)容主要是慣性輔助的GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)。基于前人研究的基礎(chǔ)，本文主要從以下幾個(gè)方面展開研究：1.慣性測(cè)量儀的數(shù)據(jù)處理方法：主要研究如何使用慣性傳感器等設(shè)備獲得車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和融合，提高定位精度；2.GPS數(shù)據(jù)處理算法：主要研究如何使用GPS系統(tǒng)獲取車輛信息，并基于此設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)相關(guān)定位和導(dǎo)航算法；3.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：基于研究的理論和算法設(shè)計(jì)，建立慣性輔助的GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)模型，并搭建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。采用如下的研究方法：首先，通過對(duì)慣性傳感器和GPS等設(shè)備的特性和性能進(jìn)行分析和研究，確定數(shù)據(jù)采集和處理方案；其次，基于前人研究成果，提出GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論模型、算法等；最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所提出的理論模型、算法和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的可行性和實(shí)用性。整個(gè)研究過程將采用文獻(xiàn)分析與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、理論模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互論證的方法。四、預(yù)期成果和意義預(yù)計(jì)本文的研究成果主要包括以下方面：1.提出并實(shí)現(xiàn)了一種慣性輔助的GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以基于慣性傳感器和GPS系統(tǒng)獲取車輛的相關(guān)位置、速度、姿態(tài)等信息，提高定位和導(dǎo)航精度。該系統(tǒng)能夠應(yīng)用于車輛導(dǎo)航、室內(nèi)定位、機(jī)器人等領(lǐng)域。2.建立相應(yīng)的GPS深組合導(dǎo)航系統(tǒng)的理論模型，并驗(yàn)證了所提出的理論模型和算法的可行性和實(shí)用性。該理論模型可以為實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持，同時(shí)也可以為其他學(xué)者進(jìn)一步的研究提供參考。3.實(shí)現(xiàn)了所提出理論模型的系統(tǒng)，并驗(yàn)證了該系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)高精度的定位和導(dǎo)航，能夠?yàn)閷?shí)際應(yīng)